2019年高考化學一輪總復(fù)習 考點掃描 專題20 化學平衡及移動原理學案.doc

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專題20 化學平衡及移動原理 【復(fù)習目標】 1.了解化學反應(yīng)的可逆性及化學平衡的建立。 2.掌握化學平衡的特征。 3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。 4.了解化學平衡常數(shù)(K)的含義。 【考情分析】高考對化學平衡及移動原理的考查內(nèi)容主要有化學平衡狀態(tài)的判斷和分析，有關(guān)平衡的計算，對化學平衡移動中相關(guān)量的變化分析以及用圖象工具分析解決問題等。試題常常聯(lián)系實際問題，考查利用平衡移動原理探索工業(yè)條件的選擇等。全國卷試題中題型多為填空題，基本上沒有選擇題。 【考點過關(guān)】 考點一化學平衡 研究對象 可逆反應(yīng) 在同一條件下既可以向正反應(yīng)方向進行，同時又可以向逆反應(yīng)方向進行的化學反應(yīng) 相同條件下，正、逆反應(yīng)同時進行 反應(yīng)物與生成物同時存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100% 定義 在一定條件下，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組成成分濃度、含量保持保持一定而不變的狀態(tài)，叫做化學平衡狀態(tài) 平衡建立 平衡特點 化學平衡的建立與反應(yīng)的途徑無關(guān)：對于可逆反應(yīng)，不管從正反應(yīng)開始(只投入反應(yīng)物)，還是從逆反應(yīng)開始(只投入生成物)，或從正逆反應(yīng)開始(同時投入反應(yīng)物和生成物)，在一定條件下都能達到v(正)＝v(逆)狀態(tài) 動 化學平衡是一種動態(tài)平衡，即υ正＝υ逆≠0）。υ正＝υ逆≠0是可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的本質(zhì) 定 條件不變時，反應(yīng)物與生成物濃度、百分組成保持不變（或反應(yīng)物與生成物的含量保持一定）。這是判斷體系是否處于化學平衡狀態(tài)的重要特征 變 任何化學平衡狀態(tài)均是暫時的、相對的、有條件的。影響平衡的外界條件改變，平衡狀態(tài)即被破壞，發(fā)生平衡移動 平衡標志 一個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的最根本標志是υ(正)＝υ(逆)，運用速率標志要注意正逆反應(yīng)速率相等是指用同一種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率.若一個可逆反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率是分別用兩種不同物質(zhì)表示時,則當這兩者的速率之比應(yīng)等于這兩種物質(zhì)的化學計量數(shù)之比時才標志著化學平衡了 υ(正)＝υ(逆)其必然結(jié)果是反應(yīng)混合物各組分的含量保持不變，所以，各組分的濃度或含量不再隨時間而改變也一定標志著化學平衡了 如果一個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，則整個反應(yīng)體系的物理參數(shù)，如總壓強、總體積、總物質(zhì)的量以及氣體的平均分子量和密度等肯定都要保持定值，不會再隨時間而改變，但反過來在一定條件下，這些物理參數(shù)若保持不變的可逆反應(yīng)，不一定就達到了化學平衡，要作具體分析。如：aA(g)+bB(g) Cc(g)+dD(g) ，若a+b＝c+d , 由于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)始終不發(fā)生改變,使反應(yīng)體系的總壓、平均分子量等參量在任何時刻都保持不變,這種情況下這些物理參量不能作為化學平衡態(tài)的標志 【考點演練】下列說法正確的是 。 ①可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容積固定的密閉容器中，單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2，能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài) ②可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容積固定的密閉容器中，單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO，能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài) ③可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容積固定的密閉容器中，用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)，能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài) ④可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容積固定的密閉容器中，混合氣體的顏色、密度、壓強、平均相對分子質(zhì)量不再改變，能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài) ⑤一定溫度下在容積恒定的密閉容器中，進行如下可逆反應(yīng)：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)，混合氣體的密度、壓強、總物質(zhì)的量、B的物質(zhì)的量濃度、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)，能表明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài) ⑥如下圖示能說明反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g)達到平衡狀態(tài) ⑦反應(yīng)SO2(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋S(l)ΔH<0在恒容的密閉容器中進行，平衡前，隨著反應(yīng)的進行，容器內(nèi)壓強始終不變 ⑧反應(yīng)2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g) 2N2(g)＋3H2O(g)ΔH<0在恒容密閉容器中進行，單位時間內(nèi)消耗NO和N2的物質(zhì)的量之比為1∶2時，反應(yīng)達到平衡 ⑨密閉容器中混合氣體的密度不變，說明分解反應(yīng)NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)已經(jīng)達到化學平衡 ⑩2v正(H2)＝3v逆(NH3)能說明反應(yīng)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)已達到平衡狀態(tài) ?在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應(yīng)：MHx(s)＋yH2(g) MHx＋2y(s) ΔH＜0達到化學平衡，容器內(nèi)氣體壓強保持不變 ?由可逆反應(yīng)X2＋3Y22Z在反應(yīng)過程中的反應(yīng)速率(v)與時間(t)的關(guān)系曲線可知，t1時，只有正方向反應(yīng) 答案：①⑧⑨⑩? 考點二化學平衡的移動 定義 可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)以后，若反應(yīng)條件(如溫度、壓強、濃度等)發(fā)生了變化，平衡混合物中各組分的濃度也會隨之改變，從而在一段時間后達到新的平衡狀態(tài)，這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過程，叫做化學平衡的移動 實質(zhì) 平衡移動的實質(zhì)因為條件的變化打破了正反應(yīng)、逆反應(yīng)速率相等的關(guān)系。υ(正) ＞υ(逆)，正向移動；υ(正)<υ(逆)，平衡逆向移動 原理 如果改變影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強、以及參加反應(yīng)的化學物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動，這個原理叫做勒夏特列原理（化學平衡移動原理） 影響因素 濃度 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，化學平衡向正反應(yīng)方向移動 減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，化學平衡向逆反應(yīng)方向移動 改變固體或純液體的量，對化學平衡沒影響 壓強 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變，增大壓強化學平衡向氣體體積減小的方向移動，減小壓強化學平衡向氣體體積增大的方向移動 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，改變壓強化學平衡不移動 恒溫、恒容條件充入惰性氣體，原平衡體系總壓強增大，體系中各組分的濃度不變，化學平衡不移動 恒溫、恒壓條件充入惰性氣體，原平衡體系容器容積增大，各反應(yīng)氣體的分壓減小，體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小，反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，化學平衡不移動；反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng)，化學平衡向氣體體積增大的方向移動 溫度 升高溫度，化學平衡向吸熱反應(yīng)方向移動 降低溫度化學平衡向放熱反應(yīng)方向移動 催化劑 使用催化劑，同等程度改變v正、v逆，化學平衡不移動 應(yīng)用 調(diào)控反應(yīng) 根據(jù)影響化學反應(yīng)速率和平衡的條件以及化學平衡移動原理，可調(diào)控工業(yè)反應(yīng)使之效益最大化。如合成氨工業(yè)中加入催化劑提高反應(yīng)速率，溫度控制在500 ℃左右，既考慮了反應(yīng)速率又兼顧了催化劑的活性的最佳溫度，充入過量N2以提高H2的轉(zhuǎn)化率等 判物質(zhì)狀態(tài) 由壓強的改變，根據(jù)平衡移動的方向，可以判斷反應(yīng)物或生成物的狀態(tài) 判化學計量數(shù) 由壓強的改變，根據(jù)平衡移動的方向，可以判斷方程式中某氣體物質(zhì)的計量數(shù)或反應(yīng)物和生成物之間的計量數(shù)的大小關(guān)系 判ΔH符號 由溫度的改變，根據(jù)化學平衡移動的方向，可以判斷正反應(yīng)或逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng) 【考點演練】 (1) 用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。新型RuO2催化劑對上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)[2HCl(g)＋O2H2O(g)＋Cl2(g) ΔH]具有更好的催化活性， ①實驗測得在一定壓強下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl～T曲線如下圖： 則總反應(yīng)的ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B兩點的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是________。 ②在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大，畫出相應(yīng)αHCl～T曲線的示意圖，并簡要說明理由_________ 。 ③下列措施中，有利于提高αHCl的有________。 A．增大n(HCl) B．增大n(O2) C．使用更好的催化劑 D．移去H2O （2）甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)ΔH3，回答下列問題： ①反應(yīng)①的化學平衡常數(shù)K表達式為________；圖中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為________(填曲線標記字母)，其判斷理由是________。 ②合成氣組成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60時，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強的關(guān)系如圖所示。α(CO)值隨溫度升高而_____(填“增大”或“減小”)，其原因是____________；圖中的壓強由大到小為________，其判斷理由是________________。 （3）丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問題： ①正丁烷（C4H10）脫氫制1-丁烯（C4H8）的熱化學方程式如下：①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1，已知：②C4H10(g)+O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJmol-1③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3-242 kJmol-1，反應(yīng)①的ΔH1為________ kJmol-1。圖（a）是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強的關(guān)系圖，x_____________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是__________（填標號）。 A．升高溫度 B．降低溫度 C．增大壓強 D．降低壓強 ②丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器（氫氣的作用是活化催化劑），出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖（b）為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n（氫氣）/n（丁烷）的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是___________。 ③圖（c）為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590 ℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_____________。 反應(yīng)①K的表達式；反應(yīng)①是放熱反應(yīng)，升高溫度，化學平衡向逆反應(yīng)方向移動，化學平衡常數(shù)K減小，因此曲線a符合。②由圖可知，壓強不變時，隨著溫度的升高，α(CO)減??；反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，加壓對其平衡無影響；反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓使α(CO)增大；由圖可知，固定溫度(如530 K)時，p1→p2→p3，α(CO)增大，因此綜合分析可知p3＞p2＞p1。（3）①根據(jù)蓋斯定律，用②式-③式可得①式，因此△H1=△H2-△H3=-199 kj/mol +242 kj/mol =+43kj/mol。由a圖可以看出，溫度相同時，由0.1MPa變化到xMPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動，所以x的壓強更小，x<0.1。由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，所以溫度升高時，平衡正向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、B錯誤。反應(yīng)①正向進行時體積增大，加壓時平衡逆向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此C錯誤，D正確。正確答案：+43kj/mol、小于、AD。②一方面H2可以活化催化劑，同時作為反應(yīng)①的產(chǎn)物，他也會促使平衡逆向移動，從而減少平衡體系中的丁烯的含量。正確答案：原料中過量H2會使反應(yīng)①平衡逆向移動，所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降。③590℃ 答案：(1)①＜ K(A) ②見下圖 增大壓強，平衡右移，αHCl增大，相同溫度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前的大③BD （2）①K＝ a 反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度使其平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)K應(yīng)減小 ②減小 由圖可知，壓強恒定時，隨著溫度的升高，α(CO)減小 p3＞p2＞p1 溫度恒定時，反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓使平衡向正反應(yīng)方向移動，α(CO)增大，而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，加壓對其平衡無影響，故增大壓強時，有利于α(CO)增大 （3）①+43 Kj/mol < AD ②原料中過量H2會使反應(yīng)①平衡逆向移動，所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降 ③590℃前升高溫度，反應(yīng)①平衡正向移動；升高溫度時，反應(yīng)速率加快，單位時間產(chǎn)生丁烯更多，更高溫度則有更多的C4H10裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低 考點三化學平衡常數(shù) 定義 在一定溫度下，當一個可逆反應(yīng)達到平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，該常數(shù)就是該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)。對于可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，化學平衡常數(shù)K＝ 意義 一定溫度下，平衡常數(shù)K越大，表示反應(yīng)進行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；平衡常數(shù)K越小，表示反應(yīng)進行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小 一般認為，K>105時，反應(yīng)進行得就基本完全了 書寫 Cl2＋H2OHCl＋HClO K＝ C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K＝ CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O K＝ CO32—＋H2OHCO3—＋OH－ K＝ CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) K＝c(CO2) 如果某個反應(yīng)可以表示為兩個或多個反應(yīng)的總和，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各分步反應(yīng)平衡常數(shù)之積。如已知：2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) K1，2CO2(g) 2CO(g)+O2K2 ，則CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) 影響因素 K的大小與物質(zhì)的濃度、壓強等無關(guān)，只隨溫度的變化而變化 應(yīng)用 某溫度下，某時刻反應(yīng)是否達平衡，可用該時刻產(chǎn)物的濃度商Qc與Kc比較大小來判斷。當Qc>kc，υ(正)<υ(逆),未達平衡，反應(yīng)逆向進行；當Qcυ(逆),未達平衡，反應(yīng)正向進行；當Qc=kc，υ(正)=υ(逆),達到平衡，平衡不移動 利用化學平衡常數(shù)隨溫度的變化判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 計算 可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若A、B起始物質(zhì)的量濃度分別為a molL－1、b molL－1，達到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mx molL－1。 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) c始/(molL－1) a b 0 0 c轉(zhuǎn)/(molL－1) mx nx px qx c平/(molL－1) a－mx b－nx px qx 平衡時化學平衡常數(shù)K＝ 【考點演練】 (1)CrO42—和Cr2O72—在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 molL－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72—)隨c(H＋)的變化如圖所示。 ①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)： 。 ②由圖可知，溶液酸性增大，CrO42—的平衡轉(zhuǎn)化率 (填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點數(shù)據(jù)，計算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為 。 ③升高溫度，溶液中CrO42—的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH 0(填“大于”“小于”或“等于”)。 （2）Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g) H2(g)＋I2(g)。在716 K時，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分數(shù)x(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表： t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 ①根據(jù)上述實驗結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為 。 ②上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正＝k正x2(HI)，逆反應(yīng)速率為v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為 (以K和k正表示)。若k正＝0.002 7 min－1，在t＝40 min時，v正＝ min－1。 ③由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當升高到某一溫度時，反應(yīng)重新達到平衡，相應(yīng)的點分別為 (填字母)。 （3）隨著科學技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，CO2的捕集利用技術(shù)成為研究的重點。目前國際空間站處理CO2的一個重要方法是將CO2還原，所涉及的反應(yīng)方程式為：CO2(g)＋4H2(g)Ru CH4(g)＋2H2O(g)，已知H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加。若溫度從300 ℃升至400 ℃，重新達到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化。(選填“增大”“減小”或“不變”) v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉(zhuǎn)化率α 相同溫度時，上述反應(yīng)在不同起始濃度下分別達到平衡，各物質(zhì)的平衡濃度如下表，則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為____________。 c(CO2)/ (molL－1) c(H2)/ (molL－1) c(CH4)/ (molL－1) c(H2O)/ (molL－1) Ⅰ a b c d Ⅱ m n x y ＝k逆x(H2)x(I2)，k逆＝，在t＝40 min時，x(HI)＝0.85，v正＝k正x2(HI)＝0.002 7 min－1(0.85)2＝1.9510－3 min－1。③原平衡時，x(HI)為0.784，x(H2)為0.108，二者圖中縱坐標均約為1．6(因為平衡時v正＝v逆)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，對應(yīng)兩點在1.6上面， 升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，x(HI)減小(A點符合)，x(H2)增大(E點符合)。（3）H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。相同溫度時平衡常數(shù)不變，則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為。 答案：（1）①2CrO42—＋2H＋Cr2O72—＋H2O ②增大 1.01014 ③小于（2）①②k正/K 1.9510－3 ③A點、E點（3） v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉(zhuǎn)化率α 增大 增大 減小 減小 【過關(guān)練習】 1.（濟寧市2017-2018學年度高三上學期期末）將0.2mol/L的KI溶液和0.05mol/LFe2(SO4)3 溶液等體積混合充分反應(yīng)后，取混合液分別完成下列實驗，能說明溶液中存在化學平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2 的是（ ） A. 向混合液中滴入KSCN 溶液,溶液變紅色 B. 向混合液中滴入AgNO3 溶液，有黃色沉淀生成 C. 向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍色沉淀生成 D. 向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍色 解析：0.2mol/L的KI溶液和0.05mol/LFe2(SO4)3 溶液等體積混合，KI過量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變紅色，說明溶液中仍含有Fe3+，能說明溶液中存在化學平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2 ，故A正確；I2水能使AgNO3溶液產(chǎn)生黃色沉淀，不能說明溶液中存在I-，故B錯誤；該反應(yīng)生成Fe2+，向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍色沉淀生成，只能說明溶液中含有Fe2+，不能說明溶液中存在化學平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2，故C錯誤；該反應(yīng)生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍色，說明溶液中含有碘單質(zhì)，不能說明溶液中存在化學平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2，故D錯誤。答案：A 2.（寧德市2017屆第二次質(zhì)量檢查）容積固定的密閉容器中，充入一定體積的CO2和H2，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g)。測得不同溫度下CO2的物質(zhì)的量隨時間變化如右圖。下列說法正確的是（ ） A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B．T1、T2對應(yīng)的平衡常數(shù)K1>K2 C．T1時，圖中A點的正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率 D．T2時，若上述反應(yīng)在壓強恒定的密閉容器中進行，達平衡的時間變短 時間越短，故D正確。答案：D 3.（2017屆泉州市考前適應(yīng)性模擬卷一）將一定量氨基甲酸銨（NH2COONH4）加入密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)NH2COONH4 (s)2NH3 (g)+ CO2 (g) 。該反應(yīng)的平衡常數(shù)的負對數(shù)（-lgK）值隨溫度（T）的變化曲線如圖所示，下列說法錯誤的是 A．C點對應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)K(C)=10-3.638 B．該反應(yīng)的△H>0 C．NH3的體積分數(shù)不變時，該反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài) D．30 ℃時，B點對應(yīng)狀態(tài)的v(正)＜v(逆)[ 4．(山西省三區(qū)八校2017屆第二次模擬考試)為了研究在溫度對苯催化加氫的影響，以檢驗新型鎳催化劑的性能。采用相同的微型反應(yīng)裝置， 壓強為 0.78Mpa，氫氣、苯的物質(zhì)的量之比為 6.5:1。定時取樣分離出氫氣后，分析成分得如下表結(jié)果： 下列說法錯誤的是 （ ） A．當溫度超過 280℃，苯的轉(zhuǎn)化率迅速下降，可能是因為該反應(yīng)為吸熱的可逆反應(yīng) B．在 110～240℃苯的轉(zhuǎn)化率為 100%。說明該鎳催化劑活性較高，能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)催化而且不發(fā)生副反應(yīng) C．增大壓強與提高氫氣、苯的物質(zhì)的量比都有利于提高苯的轉(zhuǎn)化率 D．由表中數(shù)據(jù)來看，隨著反應(yīng)溫度的升高，苯的轉(zhuǎn)化率先升高后降低 5．(天津市和平區(qū)2017屆第二次質(zhì)量調(diào)查二)等物質(zhì)的量的N2和O2在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+O2(g) 2NO(g)。下圖曲線a表示該反應(yīng)在T℃時N2的濃度隨時間的變化，曲線b表示該反應(yīng)在某一起始條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是 A．T℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= B．T℃時，隨著反應(yīng)的進行，混合氣體的密度減小 C．曲線b對應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑 D．若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度，可判斷該反應(yīng)的△H<0 解析：A、根據(jù)平衡常數(shù)的定義，結(jié)合開始時氮氣和氧氣的物質(zhì)的量相等，可知該平衡常數(shù)為： ，選項A正確；B、由于該容器是一個恒容容器，反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不發(fā)生改變，所以氣體的密度一直不變，選項B錯誤；C、催化劑僅能改變達到平衡所用的時間，不能使平衡移動，即不能改變平衡濃度，選項C錯誤；D、若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度，根據(jù)先達到平衡可知為升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動，而氮氣的濃度降低，說明平衡向正方向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H>0，選項D錯誤。答案：A 6．(江西省師范大學附屬中學2017屆第三次模擬)CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯：2CO2 (g) +6H2 (g) C2H4(g)+4H2O(g)。0.1 MPa時，按n(CO2)：n(H2)=l：3投料，測得不同溫度下平衡時體系中各物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖。下列敘述不正確的是 A．該反應(yīng)的△H<0 B．曲線b代表H2O C．N點和M點所處狀態(tài)的c(H2)不一樣 D．其它條件不變，T1℃、0.2 MPa下反應(yīng)達平衡時c(H2)比M點大 7．(湖北省2017屆4月調(diào)研考試)在不同溫度下按照相同物質(zhì)的量投料發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖所示，有關(guān)說法正確的是 A．溫度：T1＞T2＞T3 B．正反應(yīng)速率：υ（a）＞υ（b）＞υ（c） C．平衡常數(shù)：K（b）＞K（d） D．CH3OH的體積分數(shù)?（a）＞?（b）＞?（c） 8.（2018年高考全國卷Ⅰ） 采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴} （1）1840年 Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀，得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為___________。 （2）F. Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時N2O5(g)分解反應(yīng)： 其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示（t=∞時，N2O4(g)完全分解）： ①已知：2N2O5(g)＝2N2O5(g)+O2(g) ΔH1=?4.4 kJmol?1 2NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=?55.3 kJmol?1 則反應(yīng)N2O5(g)＝2NO2(g)+O2(g)的ΔH =_______ kJmol?1。 ②研究表明，N2O5(g)分解的反應(yīng)速率。t=62 min時，測得體系中pO2=2.9 kPa，則此時的=________ kPa，v=_______kPamin?1。 ③若提高反應(yīng)溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p∞(35℃)____63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是________。 ④25℃時N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______kPa（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結(jié)果保留1位小數(shù)）。 （3）對于反應(yīng)2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程： 第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡 第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反應(yīng) 第三步 NO+NO3→2NO2 快反應(yīng) 其中可近似認為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_______（填標號)。 A．v(第一步的逆反應(yīng))＞v(第二步反應(yīng)) B．反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3 C．第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效 D．第三步反應(yīng)活化能較高 答案：（1）氧氣（2）+53.1 30.0 6.010—2 大于（1分） 升高溫度，容器體積不變，壓強增大，同時升高溫度，二氧化氮聚合為四氧化二氮的平衡會向二氧化氮方向移動，氣體的物質(zhì)的量增大，氣體壓強增大 13.4 （3）AC 2.9 KPa=5.8 KPa，因起始=35.8 KPa，則平衡=（35.8—5.8）KPa=30 KPa，v=210—330=610—2 KPa?min；③升高溫度，容器體積不變，壓強增大，同時升高溫度，二氧化氮聚合為四氧化二氮的平衡會向二氧化氮方向移動，氣體的物質(zhì)的量增大，氣體壓強增大，則35℃體系壓強大于25℃；④因起始=35.8KPa，則完全分解時，=17.9 KPa、p（NO2）=71.6 KPa，與測定63.1 KPa相差的26.4 KPa應(yīng)是二氧化氮聚合為四氧化二氮的緣故，由聚合方程式計算可得，平衡時p（NO2）=18.8 KPa，p（N2O4）=26.4 KPa，則的反應(yīng)平衡常數(shù)Kp=p2（NO2）/ p（N2O4）≈13.4；（3）第一步反應(yīng)快速達到平衡后v（第一步正）=v（第一步逆），則必然有v（第一步正）=v（第一步逆）＞v（第二步），A正確；由總反應(yīng)和分步反應(yīng)對比可知中間產(chǎn)物為NO、NO3，B錯誤；由第二步反應(yīng)較慢可知，NO2和NO3碰撞幾率較小，C正確；第三步反應(yīng)為快反應(yīng)，說明第三步反應(yīng)的活化能較小，D錯誤，答案選AC。 9.(德陽市2018屆高三二診)的主要組成元素是碳、氫、氧、硫、氮，還有極少量的磷、砷、鍺、鎵、銦等元素，燃煤產(chǎn)生CxHy、SO2等大氣污染物，煤的氣化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑之一。回答下列問題： (1)鍺是第四周期第ⅣA族元素，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為_______________________。 (2)利用煤的氣化獲得的水煤氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下可以合成綠色燃料甲醇。 已知：H2O(l)H2O(g) △H1=+44.0kJ/mol CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l) △H2=-3.0 kJ/mol CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-58.7 kJ/mol 寫出由CO 與 H2制備 CH3OH 氣體的熱化學方程式___________________________________。 (3)甲醇和CO2可直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，簡稱DMC)： 2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH4<0 ①該化學反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=_________________________。 ②在恒溫恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_____________(填標號)。 A.v正(CH3OH)= 2v逆(H2O) B.容器內(nèi)氣體的密度不變 C.容器內(nèi)壓強不變 D.CH3OH與CO2的物質(zhì)的量之比保持不變 ③一定條件下分別向甲、乙丙個恒容密團容器中加入一定量的初始物質(zhì)發(fā)生該反應(yīng)，各容器中溫度、反應(yīng)物的起始量如下表，反應(yīng)過程中DMC的物質(zhì)的量依度隨時間變化如圖所示： 甲容器中，在5-15min中的平均反應(yīng)速率v(CO2) =_____________。乙容器中，若平衡時n(CO2) =0.2mol，則T1________T2(填“>”“<"或”=”)。甲、丙兩容器的反應(yīng)達平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率：甲________丙(填“>”“<"或”=”)。 (4)一定溫度下，用水吸收SO2氣體時，溶液中水的電離平衡_________移動(填“向左” “向右”或“不”)；若得到pH=4的H2SO3溶液，試計算溶液中c(HSO3-)c(SO32-)=____________。SO2可用足量小蘇打溶液吸收，反應(yīng)的離子方程式是_________________________________。(已知該溫度下，H2SO3的電離常數(shù)：K1=4.510-2，K2=2.510-7，H2CO3的電離常數(shù)K1=8.410-7，K2=1.210-10) 答案:(1)(2)CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g)ΔH=-99.7kJmol-1(3)① c(CH3OCOOCH3)?c(H2O)c(CO2)?c(CH3OH)②AC③0.05molL-lmin-1 > <(4)向左 400 HCO3-+SO2=HSO3-+CO2 ②A.v正(CH3OH)= 2v逆(H2O)，表示正逆反應(yīng)速率相等，能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)； B.容器的體積不變，氣體的質(zhì)量不變，容器內(nèi)氣體的密度始終不變，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；C.反應(yīng)恰好氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，容器內(nèi)壓強不變，說明各物質(zhì)的量不變，能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；D.CH3OH與CO2的物質(zhì)的量之比與反應(yīng)前加入的物質(zhì)的量有關(guān)，平衡時CH3OCOOCH3與H2O的物質(zhì)的量之比可能保持不變，也可能變化，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；故選AC；③甲容器中，在5-15min中的平均反應(yīng)速率v(CO2)= v(DMC) =1.5-110=0.05 molL-lmin-1；根據(jù)表格數(shù)據(jù)，n(CO2)減小，平衡正向移動，因此是降溫的結(jié)果，因此T1＞T2；甲、丙兩容器相比，丙中加入了二氧化碳，平衡正向移動，但二氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低，即平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率：甲＞丙；(4)二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸電離生成氫離子導(dǎo)致溶液中氫離子濃度增大，從而抑制水電離，即水的電離平衡向逆反應(yīng)方向移動；c(HSO3-)/c(SO32-)=c(H+)/Ka2=10-42.5/10-7=400；根據(jù)電離平衡常數(shù)可知，亞硫酸氫根離子的酸性小于碳酸，SO2可用足量小蘇打溶液吸收，反應(yīng)生成二氧化碳和亞硫酸氫根離子，反應(yīng)的離子方程式為：HCO3-+SO2=HSO3-+CO22。 10.( 2018年韶關(guān)市高三調(diào)研考試) 氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，請解決下列問題。 （1）NH3催化還原氮氧化物是目前應(yīng)用廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。例如：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)△H1=－1800 kJ?mol-1 己知：①H2O(l)=H2O(g) △H2=+44 kJ?mol-1 ②4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H3=－1000 kJ?mol-1 則NH3(g)+3/4O2(g)=1/2N2(g)+3/2H2O(l)的△H= 。 （2）400 ℃下2 L含有催化劑的密閉容器中充入0.02 mol的NH3和0.03 mol的NO，20 min后反應(yīng)達到平衡，測得這段時間NH3的平均反應(yīng)速率是310－4 molL－1min－1，計算此時N2的體積分數(shù)。（寫出計算過程） （3）在納米鈷的催化作用下，肼（N2H4）可以發(fā)生分解反應(yīng)： 3N2H4(g) N2(g)＋4NH3(g)。 ①肼的電子式是 。 ②若反應(yīng)在不同溫度下達到平衡時，混合氣體中各組分的體積分數(shù)如圖所示，其中曲線b表示的是 （寫化學式）的體積分數(shù)隨溫度的變化情況。 ③為抑制肼的分解，可采取的合理措施有____________________________（任寫一種）。 (4)常溫下，用氨水吸收CO2可得到(NH4)2CO3溶液，在(NH4)2CO3溶液中，c(OH－) c (H+)（填“>”、 “<”或“=”）；反應(yīng)++H2ONH3H2O+的平衡常數(shù)K= 。(已知常溫下NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=210-5，H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=410-7，Ka2=410-11) 答案:（1）-396 kJ?mol-1 （2）反應(yīng)的n(NH3)為310－4 molL－1min－12 L20 min=0.012 mol 4NH3 + 6NO 5N2 + 6H2O n(起始)/mol 0.02 0.03 0 0 n(轉(zhuǎn)化) /mol 0.012 0.018 0.015 0.018 n(平衡) /mol 0.008 0.012 0.015 0.018 故N2的平衡體積分數(shù)為0.015/0.053=28.3% （3）① ②NH3 ③降低反應(yīng)溫度或增加壓強等（4）> 12.5解析:本題考查化學反應(yīng)原理。（1）根據(jù)蓋斯定律可知，目標方程式可由①—②+③得到，則△H=△H1—△H2+△H3=-396 kJ?mol-1 ；（2）由題意建立如下三段式： 4NH3 + 6NO 5N2 + 6H2O n(起始)/mol 0.02 0.03 0 0 n(轉(zhuǎn)化) /mol 0.012 0.018 0.015 0.018 n(平衡) /mol 0.008 0.012 0.015 0.018 則NH3的平均反應(yīng)速率是310－4 molL－1min－1，反應(yīng)的n(NH3)為310－4 molL－1min－12 L20 min=0.012 mol，故N2的平衡體積分數(shù)為0.015/0.053=28.3%；（3）①肼的電子式是；根據(jù)圖示，曲線b是生成物，且b是c的四倍，即b表示的是NH3；③根據(jù)圖示，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，為抑制肼的分解，即使平衡逆向移動，可采取的合理措施有降低反應(yīng)溫度或增加壓強；（4）常溫下NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=210-5，H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=410-7，Ka2=410-11，210-5>410-11，即碳酸根的水解程度大于銨根的水解程度，故(NH4)2CO3溶液顯堿性，即c(OH－)>c (H+)；反應(yīng)++H2ONH3H2O+的平衡常數(shù)K===12.5。 11.（2018屆蓉城一模）TiCl4是由鈦精礦（主要成分為TiO2）制備鈦（Ti）的重要中間產(chǎn)物，制備純TiCl4的流程示意圖如下： 資料：TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì) 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸點/℃ 58 136 181（升華） 316 1412 熔點/℃ ﹣69 25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 ﹣ 微溶 難溶 （1）氯化過程：TiO2與Cl2難以直接反應(yīng)，加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進行． 已知：TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）△H1=+175.4kJ?mol﹣1 2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2=﹣220.9kJ?mol﹣1 ①沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的熱化學方程式： 。 ②氯化過程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化，根據(jù)如圖判斷：CO2生成CO反應(yīng)的△H 0（填“＞”“＜”或“=”），判斷依據(jù)： 。 ③氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放，尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液，則尾氣的吸收液依次是 。 ④氯化產(chǎn)物冷卻至室溫，經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液，則濾渣中含有 。 （2）精制過程：粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4．示意圖如下： 物質(zhì)a是 ，T2應(yīng)控制在 。 答案：（1）①TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=-45.5kJ?mol-1 ②＞ 溫度越高，CO的物質(zhì)的量越多而CO2的物質(zhì)的量少，說明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)③飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液④TiO2、C（2）SiCl4 136℃左右